我国首次实现细胞膜张力的动态可视化观察

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近日，大连理工大学生物医学工程学院教授刘波在细胞膜张力可视化方面取得突破。本研究首次实现了细胞膜张力的动态可视化观察，证明了定向应力下细胞极性的变化不是由细胞膜张力的不均匀分布引起的，而是由细胞膜下其他结构的不均匀传力直接引起的。

在荧光共振能量转移技术的帮助下，刘波的团队构建了一种张力检测探针，它可以特异性地锚定细胞膜上的脂筏区和非脂筏区。该探针可以直观地观察活细胞在剪切应力下细胞膜张力的动态变化过程，其精度达到pn量级。

机械力在细胞的定向迁移和极性变化中起着重要作用，但其极性机制尚不清楚。刘波教授假设这种极性是由外部压力直接传递到细胞特定结构的特定位置引起的，这导致了局部蛋白质的活化。细胞膜是应力传递的主要环节，其张力分布不均可能是细胞极性变化的根源。然而，由于缺乏合适的探针，这一假设没有得到有效验证。虽然传统的微管吸吮技术、光镊和磁镊可以测量细胞的表面张力，但它们不能实时提供张力变化的信息，并且空之间的分辨率较差。

鉴于上述问题，该团队进一步扩展了诺贝尔奖获得者钱永健的研究，在两种荧光蛋白之间嵌入一种具有pn敏感性的spidroin蛋白，形成一种能锚定细胞膜的fret探针。利用该探针发现，在定向剪切应力的作用下，膜张力呈现出小端大中间的不均匀分布，膜张力随着膜流动性的增加和微丝骨架的破坏而增加，但上下游极性没有差异。

据悉，该研究工作得到了国家自然科学基金(31670867，31670961)和中央大学基础科研业务费(dut15lk16)的资助。大连理工大学生物医学工程学院研究生王理是本文的第一作者，刘波教授是本文的通讯作者。(胡鑫)

来源：搜狐微门户